i-CS镜头
概述
i-CS镜头能够保存有关自身光学特性的信息,所搭配的电机适用于远程控制变焦、对焦和光圈大小。在安装到摄像机上之后,摄像机能够读取镜头信息,控制镜头电机,进而优化光学系统的图像质量。i-CS镜头可与支持此类镜头的摄像机搭配使用。
例如,摄像机能够读出有关几何畸变的数据,并执行桶形畸变纠正 (BDC)。摄像机还可以利用来自镜头的数据并通过电子图像稳定 (EIS) 自动稳定图像。
i-CS镜头的变焦或对焦摒弃了物理设置方式。在安装采用i-CS镜头的摄像机时,只需确保摄像机能够捕捉所需的视野即可,其余设置可以远程完成。这样就优化了摄像机安装设置所需的成本、精力和时间投入,这对于拥有多台摄像机的情形是尤其重要的。
引言
i-CS镜头是一种智能CS口镜头,能够保存有关大量光学特性的信息,所搭配的电机适用于远程控制变焦、对焦和光圈大小。通过读取有关光学特性的信息,并利用镜头电机,摄像机能够以与内置镜头相同的方式优化整套光学系统。

支持i-CS镜头的安讯士摄像机通过开放式协议进行通信。得益于镜头提供的信息和协议的使用,摄像机可时时优化图像质量。例如,摄像机能够读出有关几何畸变的数据,并执行桶形畸变纠正 (BDC)。摄像机还可以利用来自镜头的数据并通过电子图像稳定 (EIS) 自动稳定图像。
本白皮书简单介绍了i-CS镜头的工作方式及主要优点。
CS接口标准
能够互换的镜头采用了C口和CS口的接口标准。这两种标准都兼容安讯士固定式枪式摄像机。
C接口和CS接口的外观相同。它们都采用1英寸螺纹,螺距为1/32英寸(每英寸32个螺纹,TPI)。CS接口比C接口更常用,是C接口标准的升级版,制造成本更低。
CS接口与C接口的区别在于法兰焦距 (FFD),也就是当镜头安装到摄像机时,安装法兰到摄像机图像传感器的距离。
CS接口:FFD=12.526 mm (≈ 1/2 in)。
C接口:FFD=17.526 mm (≈ 11/16 in)。
这意味着,CS接口与C接口的区别仅在于,CS口镜头与摄像机传感器之间的距离减少了5 mm。
开放式协议
i-CS镜头树立了新的行业标准,它是安讯士与镜头制造商Computar®联合开发的成果。相关的开放式协议可从安讯士或Computar®免费获取。摄像机与镜头通信所用的串行总线是I2C总线。开放式标准意味着镜头制造商能够自行开发和制造具有不同功能的i-CS镜头,并且这些镜头可互换使用。
i-CS镜头的特性
i-CS镜头包含有关其自身特性的数据:
型号和制造商
几何畸变
特定变焦和对焦位置的焦距
特定变焦和光圈位置的F值(F值是焦距与光圈直径的比值)
轨迹(该数据用于描述对焦镜头与变焦镜头的相对位置,以获取特定位置物体的清晰图像)
光晕(在这种情形下,穿过镜头的光随着与镜头中心相距的距离增大而减小)
调制传递函数 (MTF)(它用于描述镜头在不同变焦和光圈位置的分辨率)
工作温度范围(镜头内置有温度传感器)
支持i-CS镜头的安讯士摄像机可利用除光晕之外的以上特性。
电机控制
镜头中的三个内置电机助力实现了镜头功能的自动远程控制。在摄像机安装和维护期间,变焦、对焦和光圈大小的远程控制是一大优点。它还让摄像机能够支持BDC和EIS等功能。
一般功能的远程电机控制为镜头赋予了丰富的功能内涵,您可以将同样的镜头用于不同用途。例如,在一个场景中,镜头可用在自动控制对焦和光圈大小的摄像机上,而在另一个场景中,相同类型的镜头可用在需要定期调整变焦的摄像机上。而开放式协议的引入让i-CS镜头能够用在具有不同功能的摄像机上,让这些场景应用成为功能。
摄像机与镜头的通信
如要使用i-CS镜头,摄像机必须兼容此类镜头。i-CS镜头无法安装在不支持此类镜头的摄像机上,因为电缆触点与摄像机接口不匹配。
摄像机通过电缆连接与镜头通信,从而准确识别i-CS镜头的类型。
镜头调整
i-CS镜头的大部分调整都是自动进行的。您事先以远程方式设置所需的变焦,并微调焦点,然后摄像机便会自动调整光圈大小。由于摄像机保存了有关于i-CS镜头设置的信息,因此能够在不同光线条件下优化光圈大小。如果启用了BDC或EIS,摄像机将自动调整这些功能。
电子稳像
通过电子图像稳定 (EIS),即使在振动环境下,摄像机也能够提供稳定的视频影像。一个典型的例子便是,安装在立杆上的摄像机因强风而振动。EIS能够通过摄像机网页界面启用。
为保证EIS功能的正确运行,摄像机必须掌握镜头焦距信息。配备i-CS镜头的摄像机直接从镜头读取焦距信息,无需进行繁琐的手动设置。
桶形畸变纠正
没有镜头是完美无缺的。因自身限制,镜头都会产生某种形式的像差或图像缺陷。其中一种像差便是让直线变得弯曲的桶形畸变。由于i-CS镜头能够保存有关自身几何畸变的信息,因此摄像机可以通过读取这些信息,来补偿桶形畸变。许多安讯士摄像机都支持桶形畸变纠正 (BDC),此功能可以通过摄像机网页界面启用。
易于安装、使用和维护
i-CS镜头的变焦或对焦摒弃了物理设置方式。在安装采用i-CS镜头的摄像机时,只需确保摄像机能够捕捉所需的视野即可,其余设置可以远程完成。这样就优化了安装过程所需的成本、精力和时间投入,这对于拥有多台摄像机的情形是尤其重要的。
快捷安装在室外应用中的优势尤其明显。这是因为摄像机通常安置在机箱中并继而安装在难以触及的地方。进行安装时,可能需要临时封锁安装区域(如繁忙的公路或路口)。如果摄像机使用i-CS镜头,则可以事先将摄像机安装在机箱中,然后直接安装在规划位置,无需打开箱门设置变焦和对焦。这就节省了时间和精力,同时又能够保持摄像机干燥无尘。
镜头功能的远程控制也简化了摄像机设置。摄像机经过出厂对焦,一劳永逸。在摄像机的网页界面设置摄像机变焦时,摄像机可长期保持此焦点。您可以通过(例如)选择要长期保持的对焦区域,来微调焦点。如果单击自动对焦按钮,摄像机将设置到理想的焦点位置,如要将焦点转移到别处,则可以在网页界面中以手动方式重新对焦。您可以手动设置焦距。得益于i-CS镜头,在更改变焦倍数时,摄像机将保持焦距不变。
变焦和对焦可以视需要重新调整。i-CS镜头的远程变焦和对焦能力让您能够远程控制这些操作,无需驱车前往安装现场、封锁道路、攀爬长梯,甚至亦无需打开箱门操作摄像机。